本文深入探討了 Go 語言并發(fā)程序中一個(gè)有趣的現(xiàn)象：當(dāng)循環(huán)次數(shù)為奇數(shù)時(shí)，程序能夠完整輸出所有數(shù)值；而當(dāng)循環(huán)次數(shù)為偶數(shù)時(shí)，最后一個(gè)數(shù)值卻丟失。通過分析代碼示例和調(diào)度器行為，揭示了并發(fā)程序中非確定性的本質(zhì)，并強(qiáng)調(diào)了使用同步機(jī)制確保 Goroutine 完成的重要性。文章將幫助讀者理解 Go 調(diào)度器的工作方式，并掌握編寫可靠并發(fā)程序的關(guān)鍵技巧。

在 Go 語言中，并發(fā)編程是一項(xiàng)強(qiáng)大的特性，它允許程序同時(shí)執(zhí)行多個(gè)任務(wù)。然而，并發(fā)也引入了非確定性，這意味著程序的行為可能因運(yùn)行環(huán)境、調(diào)度器的決策等因素而異。本文將通過一個(gè)具體的例子，深入探討 Go 調(diào)度器在并發(fā)程序中的行為，并解釋為何循環(huán)次數(shù)的奇偶性會(huì)影響程序的輸出結(jié)果。

問題描述

考慮以下 Go 代碼：

package main

import "runtime"

func main() {
    c2 := make(chan int)

    go func() {
        for v := range c2 {
            println("c2 =", v, "numof routines:", runtime.NumGoroutine())
        }
    }()

    for i := 1; i <= 10001; i++ {
        c2 <- i
        // runtime.Gosched()
    }
}

這段代碼創(chuàng)建了一個(gè) Goroutine，它從通道 c2 中接收整數(shù)并打印。主 Goroutine 向 c2 發(fā)送從 1 到 10001（或 10000）的整數(shù)。

令人驚訝的是，當(dāng)循環(huán)次數(shù)為奇數(shù)（例如 10001）時(shí)，程序能夠完整輸出所有數(shù)值。但是，當(dāng)循環(huán)次數(shù)為偶數(shù)（例如 10000）時(shí)，程序會(huì)丟失最后一個(gè)數(shù)值。

原因分析：調(diào)度器的非確定性

這種現(xiàn)象的根本原因是 Go 調(diào)度器的非確定性。當(dāng) main 函數(shù)返回時(shí)，程序會(huì)終止，而不會(huì)等待任何 Goroutine 完成。因此，Goroutine 是否能在 main 函數(shù)返回之前完成所有工作，取決于調(diào)度器的調(diào)度策略以及一些外部因素。

循環(huán)次數(shù)的奇偶性可能只是影響調(diào)度的一個(gè)因素。當(dāng)循環(huán)次數(shù)為偶數(shù)時(shí)，可能由于某種巧合，調(diào)度器在 Goroutine 處理完所有數(shù)據(jù)之前就切換回了 main Goroutine，導(dǎo)致 main 函數(shù)提前返回，從而導(dǎo)致最后一個(gè)數(shù)值丟失。

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解決方案：使用同步機(jī)制

為了確保 Goroutine 在 main 函數(shù)返回之前完成所有工作，我們需要使用同步機(jī)制。Go 提供了多種同步機(jī)制，例如 sync.WaitGroup。

以下是如何使用 sync.WaitGroup 修改代碼以確保所有數(shù)值都被處理：

package main

import (
    "fmt"
    "runtime"
    "sync"
)

func main() {
    c2 := make(chan int)
    var wg sync.WaitGroup

    wg.Add(1) // 增加計(jì)數(shù)器，表示有一個(gè) Goroutine 需要等待

    go func() {
        defer wg.Done() // Goroutine 完成時(shí)減少計(jì)數(shù)器
        for v := range c2 {
            fmt.Println("c2 =", v, "numof routines:", runtime.NumGoroutine())
        }
    }()

    for i := 1; i <= 10000; i++ {
        c2 <- i
        // runtime.Gosched()
    }
    close(c2) // 關(guān)閉通道，通知 Goroutine 沒有更多數(shù)據(jù)了

    wg.Wait() // 等待計(jì)數(shù)器歸零，表示所有 Goroutine 都已完成
}

在這個(gè)修改后的代碼中，我們使用 sync.WaitGroup 來等待 Goroutine 完成。

1. wg.Add(1) 增加計(jì)數(shù)器，表示有一個(gè) Goroutine 需要等待。
2. defer wg.Done() 在 Goroutine 完成時(shí)減少計(jì)數(shù)器。
3. close(c2) 關(guān)閉通道，通知 Goroutine 沒有更多數(shù)據(jù)了。這是很關(guān)鍵的一步，否則goroutine會(huì)一直阻塞等待通道的數(shù)據(jù)。
4. wg.Wait() 等待計(jì)數(shù)器歸零，表示所有 Goroutine 都已完成。

通過使用 sync.WaitGroup，我們可以確保 main 函數(shù)在所有 Goroutine 完成工作后才返回，從而避免了數(shù)據(jù)丟失的問題。

總結(jié)

Go 調(diào)度器的非確定性是并發(fā)編程中需要注意的一個(gè)重要問題。為了編寫可靠的并發(fā)程序，我們需要使用適當(dāng)?shù)耐綑C(jī)制來確保 Goroutine 在程序退出之前完成所有工作。sync.WaitGroup 是一個(gè)常用的同步機(jī)制，可以用于等待一組 Goroutine 完成。此外，使用 close 關(guān)閉channel也是通知goroutine不再有數(shù)據(jù)輸入的重要手段。理解這些概念并正確應(yīng)用它們，可以幫助我們編寫出更加健壯和可靠的 Go 并發(fā)程序。

以上就是Go 調(diào)度器奇偶行為探究：并發(fā)程序中的非確定性與同步機(jī)制的詳細(xì)內(nèi)容，更多請(qǐng)關(guān)注php中文網(wǎng)其它相關(guān)文章！